디지털 마이크로미러 장치를 이용한 초분광 영상 시스템 개발
Development of the hyperspectral imaging system using a digital micromirror device
- 주제(키워드) 초분광 영상 , 디지털마이크로미러디바이스
- 주제(DDC) 621.042
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 이형우
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 에너지시스템학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000034380
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
최근 초분광 영상(Hyperspectral Imaging, HSI)은 형태학적 정보와 생화학적 정보를 동시에 측정할 수 있는 능력 덕분에 질병 진단, 조직 분석, 생체 신호 감지 등 다양한 생의학적 응용 분야에서 큰 주목을 받고 있습니다. 하지만 현재 사용되고 있는 HSI 기술은 공간 스캐닝, 스펙트럼 스캐닝, 스냅샷, 그리고 계산 기반 방법 등을 포함하며, 이러한 기술들은 공간 해상도, 스펙트럼 해상도, 그리고 이미징 속도 사이에서 상충(trade-off)이 존재한다는 한계가 있습니다. 이러한 상충 관계는 특히 빠르고 정확한 데이터 처리가 요구되는 임상 환경에서 HSI 의 실용적인 활용을 어렵게 만듭니다. 이에 본 연구에서는 디지털 마이크로미러 장치(Digital Micromirror Device, DMD)를 활용한 동적 초분광 영상 시스템을 제안합니다. DMD 의 진폭 전용(이진) 변조 기능을 사용하여 원하는 목표 영역에서 선택적으로 스펙트럼 정보를 획득할 수 있습니다. 또한, 목표 영역 외부의 이미지는 CMOS 카메라를 통해 광시야(wide-field)로 촬영하여 스펙트럼 데이터가 수집된 위치를 쉽게 식별할 수 있도록 설계되었습니다. 본 시스템은 DMD 에 이진 패턴을 업로드함으로써 목표 영역을 유연하고 빠르게 조정할 수 있으며, 기존의 스캐닝 절차를 제거하여 데이터 수집 속도를 향상시키는 동시에 높은 공간 및 스펙트럼 해상도를 유지합니다. 제안된 HSI 시스템은 스펙트럼 정보가 필요한 다양한 생의학적 응용 분야에서 효율적이고 실용적인 도구로 활용될 수 있을 것으로 기대됩니다.
more목차
1. 서론 1
2. 기초이론 3
2.1. 디지털 마이크로미러 장치의 기본 원리 3
2.2 초분광 영상 3
3. 실험 방법 5
3.1. 초분광 영상 5
3.1.1 흡광도 5
3.1.2 스펙트럼 언믹싱 5
3.2. 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD) 초분광 영상 기술을 결합한 광학계 6
3.2.1 디지털 마이크로미러 디바이스 회절 현상 광학계 6
3.2.2 디지털 마이크로 미러 초분광 영상 광학계 7
3.2.3 디지털 마이크로 미러 초분광 영상 광학계의 USAF 타겟 및 생체 조직 측정 8
4. 실험 결과 9
4.1. 절 디지털 마이크로미러 디바이스의 회절 효과 분석 및 스펙트럼 측정 검증 9
4.2. 절 디지털 마이크로미러 디바이스 기반 동적 초분광 시스템의 타당성 검증: USAF 타겟 스펙트럼 분석 12
4.2.1 디지털 마이크로미러 초분광 영상 광학계 타당성 검증 12
4.2.2 USAF 타겟을 활용한 선형 스펙트럼 언믹싱 확인 14
4.3 암 환자 조직에 적용 18
5. 결론 21
참 고 문 헌 23
영 문 요 약 25
